Marzec 2019

Na skutek zmian klimatu Sahara znowu staje się zielona

Sahara jest dziś największą gorącą pustynią na Ziemi, jednak kiedyś, jak wskazują badania, był to zielony obszar, bogaty w roślinność. Naukowcy z Instytutu Technologicznego Massachusetts odkryli właśnie, że cała Afryka Północna regularnie zmienia swój klimat i raz staje się zielona, a raz pustynna.

 

Każdego roku, wiatry wyrzucają z Sahary setki milionów ton pyłu, a znaczna jego część trafia do Atlantyku u wybrzeży Afryki Zachodniej. Materiał ten może nam posłużyć do zrozumienia historii klimatu północnej części Afryki. Warstwy pyłu, które formowały się na przestrzeni setek tysięcy lat, w zależności od jego grubości, mogą świadczyć o suchym lub wilgotnym okresie.

 

Z wcześniejszych analiz rdzeni sedymentacyjnych, które wydobyto z dna oceanu u wybrzeży Afryki wynika, że zmiany klimatu na tym kontynencie zachodziły regularnie co 100 tysięcy lat. Jednak naukowcy z Instytutu Technologicznego Massachusetts uznali, że jest to sprzeczne z modelami klimatycznymi, które sugerują, że klimat na Saharze zmienia się w zależności od sezonów monsunowych, których siła jest zależna od nachylenia osi Ziemi względem Słońca.

 

Dlatego naukowcy opracowali własną metodę analizy rdzeni sedymentacyjnych i wykorzystali ją do zbadania materiału, który został wcześniej pobrany przez zespół z Uniwersytetu w Bordeaux. Skupiono się na analizie koncentracji toru, który powstaje w oceanach w stałym tempie i szybko łączy się z osadami dennymi, dzięki czemu można ustalić tempo ich powstania.

Badania wykazały, że niektóre wzrosty tempa osadzania faktycznie miały związek z większą ilością pyłu wpadającego do oceanu, lecz inne wzrosty były spowodowane rozpuszczaniem się węglanów w wodzie. Podczas epok lodowych, ten region oceanu był bardziej kwasowy i korozyjny dla węglanu wapnia, dlatego wydawało się, że do oceanu wpadało więcej pyłu, choć w rzeczywistości tak nie było.

 

Wyniki tych badań ujawniły, że Sahara regularnie zmienia swój klimat z suchego na wilgotny i na odwrót co 20 tysięcy lat. Cykl ten jest zsynchronizowany z aktywnością monsunową w regionie i okresowym przechylaniem się Ziemi względem Słońca.


Nachylenie osi Urana może być dowodem na planetarną kolizję

Uran to odległa i specyficzna planeta Układu Słonecznego. Oś obrotu tego gazowego giganta jest silnie nachylona, a naukowcy nie potrafią zrozumieć dlaczego. Jednak najnowsze symulacje komputerowe zdają się potwierdzać, że w odległej przeszłości, Uran zderzył się z inną planetą.

 

Oś obrotu Urana jest nachylona pod kątem około 98 stopni do kierunku prostopadłego do ekliptyki, tak więc oś obrotu tego błękitnego olbrzyma znajduje się niemal w płaszczyźnie Układu Słonecznego. Tylko ogromna siła mogłaby wywrzeć wpływ na ciało niebieskie takich rozmiarów. Dlatego uważa się, że w przeszłości mogło dojść do wielkiej kosmicznej kolizji.

Na podstawie symulacji komputerowych, naukowcy z Uniwersytetu w Durham ustalili, że Uran prawdopodobnie zderzył się z planetą o masie co najmniej dwa razy większej od Ziemi. Kolizja ta mogła nastąpić w bardzo wczesnym etapie rozwoju gazowego olbrzyma i wpłynęła na jego charakterystykę.

 

Naukowcy twierdzą również, że zderzenie Urana z innym ciałem niebieskim mógł być procesem, który trwał stosunkowo krótko. Co więcej, planeta, która wleciała w błękitnego olbrzyma, mogła przetrwać tę katastrofę i nie wyklucza się, że tym impaktorem mogła być tajemnicza dziewiąta planeta, która znajduje się gdzieś na obrzeżach Układu Słonecznego.

 


Naukowcy domagają się prawnego zakazu edytowania ludzkich genów

Międzynarodowy zespół naukowców i etyków apeluje, aby jak najszybciej wprowadzono globalne moratorium na edycję genów linii zarodkowej człowieka. Eksperci uważają, że należy jak najszybciej przedyskutować wszystkie kwestie, związane z grzebaniem w ludzkich genach.

 

Powyższy apel ma związek z eksperymentem, który został przeprowadzony w zeszłym roku. Chiński naukowiec He Jiankui jako pierwszy na świecie „stworzył” zmodyfikowane genetycznie dzieci. W ramach badań, He Jiankui wykorzystał molekularne nożyczki Crispr-Cas9, aby wprowadzić zmiany do genu CCR5.

 

Media na całym świecie szeroko rozpisywały się o narodzinach bliźniaczek Lulu i Nana, które właśnie dzięki temu kontrowersyjnemu zabiegowi zyskały odporność na wirusa HIV. Co więcej, wkrótce na świat powinno przyjść trzecie „zmodyfikowane dziecko”.

He Jiankui

Początkowo He Jiankui był ostro skrytykowany przez naukowców praktycznie z całego świata. Władze Chin podobno zamierzały go ukarać za potajemne grzebanie w ludzkich genach. Jednak całkiem niedawno zaczęły pojawiać się niepokojące wieści - He Jiankui podobno nie działał samodzielnie, a co gorsza, chiński rząd mógł wiedzieć, a nawet sfinansować te badania.

 

Dlatego międzynarodowy zespół naukowców i etyków na łamach artykułu, który został opublikowany w czasopiśmie Nature, zaznacza, że trzeba natychmiast zatrzymać tego typu ingerencję w ludzkie geny i rozpocząć dyskusję, aby ustalić, jak daleko nauka powinna pójść do przodu.

Eksperci proponują założenie jakiegoś międzynarodowego organu nadzorującego, który działałby niezależne lub pod auspicjami Światowej Organizacji Zdrowia. Chodzi o to, aby świat nauki wyznaczył jakieś konkretne granice, ponieważ technologia edycji genów może fundamentalnie zmienić ludzkość.

 

Niektórzy naukowcy twierdzą, że globalne moratorium prawdopodobnie niczego nie zmieni i ponownie wskazują na przypadek He Jiankui, którzy doskonale wiedział, że eksperymentując przy ludzkich genach łamie prawo. Dlatego ostatecznie możemy dojść do wniosku, że dyskusje w tej kwestii są potrzebne i trzeba je rozpocząć jak najszybciej, ale postępu chyba nie da się już zatrzymać.

 


Czy mózg podejmuje decyzje wbrew naszej woli?

Każdego dnia, człowiek jest zmuszony podejmować tysiące różnych decyzji. Niektóre z nich bywają tak proste, że podejmujemy je praktycznie bez zastanowienia. Jednak zdarzają się też sytuacje, które wymagają naszego skupienia, abyśmy mogli decydować o ważniejszych kwestiach. Wydawałoby się, że mamy nad tym pełną kontrolę i robimy to całkiem świadomie. Tymczasem najnowsze badania pokazują, że nasz mózg dokonuje podświadomych wyborów jeszcze zanim podejmiemy świadomą decyzję.

 

Naukowcy z Uniwersytetu Południowej Walii przeprowadzili eksperyment z udziałem 14 ochotników. Z pomocą przycisków, osoby te miały wybrać pomiędzy dwoma różnymi wzorami – czerwonymi poziomymi i zielonymi pionowymi paskami. Uczestnicy mieli 20 sekund na podjęcie decyzji, po czym otrzymali dodatkowe 10 sekund, aby wyobrazić sobie wybrany przez nich wzór.

 

Następnie eksperymentatorzy zadali kilka pytań, które nawiązywały do wyobrażanych przez ochotników wzorów. Z pomocą techniki fMRI stale monitorowano aktywność mózgów uczestników, a pozyskane dane zostały przeanalizowane algorytmem uczenia maszynowego.

Wyniki badań zapewniły wgląd w mózgi uczestników. Ich kolejne decyzje udało się przewidzieć nawet z 11-sekundowym wyprzedzeniem. Oznacza to, że naukowcy już wcześniej wiedzieli, jaką decyzję podejmą ich mózgi jeszcze zanim ochotnicy powiedzieli o swojej świadomej decyzji. Co więcej, zespół potrafił ustalić, jak bardzo uda im się wyobrazić dany wzór.

 

W przeszłości przeprowadzano już podobne studia, podczas których naukowcy zdołali przewidzieć decyzje motoryczne i abstrakcyjne uczestników. Badania tego typu są zaskakujące i pokazują, jak bardzo tajemniczy jest ludzki mózg oraz cały nasz organizm. Tylko jeśli nasz mózg podejmuje decyzje i dodatkowo wywołuje wrażenie, że dokonujemy świadomego wyboru, to czy wciąż możemy tu mówić o wolnej woli?

 


Chińscy naukowcy wkrótce wybudują nowe sztuczne słońce

Czy Chińczycy jako pierwsi okiełznają fuzję jądrową? Wszystko na to wskazuje. Jeszcze kilka miesięcy temu, w reaktorze EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) udało się rozgrzać plazmę do rekordowej temperatury 100 milionów stopni Celsjusza. Teraz tamtejsi naukowcy zapowiadają, że w najbliższym czasie ukończą prace nad nowym sztucznym słońcem.

 

Zapowiedź padła ze strony Duana Xuru, członka 13. Narodowego Komitetu Ludowej Politycznej Konferencji Konsultacyjnej Chin (CPPCC). Budowa nowego tokamaka HL-2M powinna zakończyć się w roku bieżącym. Urządzenie to zostało zaprojektowane w taki sposób, aby odtworzyć procesy syntezy jądrowej, które naturalnie zachodzą w gwiazdach.

 

Osiągnięcie temperatury plazmy na poziomie 100 milionów stopni Celsjusza to tylko jedna z trzech barier, które należy pokonać, abyśmy mogli czerpać energię z kontrolowanej fuzji jądrowej. Pozostałe dwie to utrzymanie procesu w ograniczonej przestrzeni przez odpowiednio długi czas i zachowanie wymaganej gęstości plazmy.

Chińscy naukowcy twierdzą, że poprzednie reaktory zdołały osiągnąć temperaturę elektronów, sięgającą powyżej 100 milionów stopni, oraz temperaturę jonów na poziomie około 50 milionów stopni. Tokamak HL-2M będzie posiadał lepsze parametry, dzięki czemu podgrzewane w nim jony również uzyskają temperaturę ponad 100 milionów stopni.

 

Nowa konstrukcja będzie stanowić kolejny krok ku okiełznaniu fuzji jądrowej i wesprze międzynarodowy program badawczy ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). My natomiast przekonujemy się, że to właśnie Chiny przewodzą w tym technologicznym wyścigu zbrojeń.

 


Technologia medyczna pozwoli ludziom zyskać zdolność normalnego widzenia w nocy

Wygląda na to, że noktowizory mogą wkrótce okazać się zbędne. Naukowcy wykazali, że prosty i bezpieczny zastrzyk może nam zapewnić możliwość widzenia w nocy. Tylko jest jeden haczyk – zastrzyk musi zostać podany bezpośrednio do oka.

 

Zespół z Uniwersytetu Nauki i Technologii Chin oraz Szkoły Medycznej Uniwersytetu Massachusetts przeprowadził eksperyment na myszach, wstrzykując im do oczu nanocząsteczki, które wykonano z lektyn. Białka te dotarły do fotoreceptorów w siatkówce i „powiązały” związek z tymi komórkami.

Okazało się, że taka ingerencja we wzrok gryzoni pozwoliła im widzieć w ciemności. Wstrzyknięte nanocząsteczki przekształcały światło w paśmie bliskiej podczerwieni (NIR) w światło zielone. Naukowcy potwierdzili to podczas serii różnych testów. Co więcej, gryzonie nie zostały w żaden sposób poszkodowane przez ten eksperyment i posiadały superwzrok przez okres 10 tygodni.

 

Metoda ta może znaleźć wiele interesujących zastosowań, w tym oczywiście militarnych. Zastrzyk zadziałał przynajmniej na myszach, ale wkrótce z pewnością pojawią się ochotnicy, którzy zechcą przekonać się na własne oczy, jak to jest mieć noktowizyjny wzrok.

 


Instytut MIT zademonstrował nowego robota, który potrafi wykonać salto w tył

Inżynierowie z Instytutu Technologicznego Massachusetts (MIT) pokazali światu swoje najnowsze dzieło – jest to czteronożny robot, przypominający małego geparda. Nowa maszyna jest niesamowicie zwinna i potrafi pokonać praktycznie każdą przeszkodę.

 

Robot „Mini Cheetah” to kolejna wersja zrobotyzowanego geparda – tym razem w wersji mini. Nowa konstrukcja waży zaledwie 9 kg i potrafi biegać z prędkością do 8 km/h, przy czym nie ma praktycznie żadnych problemów z przemieszczaniem się po trudnym terenie.

 

Mały gepard jest bardzo zwinny, potrafi biegać na boki i wykonywać salta w tył. Robot może również samodzielnie podnieść się z ziemi. Naukowcy twierdzą, że jest „praktycznie niezniszczalny” - nie uległ uszkodzeniu nawet gdy zaliczał wpadki.

„Mini Cheetah” powstał w taki sposób, aby można było z łatwością wymieniać jego poszczególne elementy, dlatego naprawa tego robota nie przynosi większych trudności. Jest to istotna zmiana, ponieważ roboty zazwyczaj są bardzo ciężkie, a wymiana części jest czasochłonna.

 

Inżynierowie z MIT zamierzają wybudować łącznie 10 takich robotów i będą je wypożyczać innym zespołom naukowców. „Mini Chetaah” zostanie zaprezentowany na Międzynarodowej Konferencji Robotyki i Automatyki, która odbędzie się w maju 2019 roku w Montrealu.

 


Naukowcy stworzyli biodrukarkę, która wytwarza ludzką skórę

Drukarki 3D posiadają bardzo wiele zastosowań. Można je np. wykorzystać w medycynie. Naukowcy z Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) opracowali biodrukarkę, która wytwarza skórę i nanosi je bezpośrednio na rany.

 

Prace nad drukarkami tworzącymi ludzką skórę trwają od lat. W 2014 roku powstał prototyp maszyny, produkującej duże płaty skóry, które można dowolnie wycinać i wszczepiać pacjentom. Technologia ewoluowała – w kolejnych latach zademonstrowano poręczne urządzenie, działające niczym dozownik do taśmy klejącej.

 

Tymczasem naukowcy z instytutu WFIRM opracowali urządzenie, które stanowi połączenie wyżej wymienionych. Nowa biodrukarka nie jest już tak poręczna, ale można ją łatwo przenosić.

Źródło: WFIRM

Urządzenie wykorzystuje „tusz”, który wykonuje się z komórek pacjenta. Dzięki temu można zminimalizować ryzyko odrzutu. Po pobraniu próbki skóry od pacjenta, naukowcy mogą odizolować dwa typy komórek – fibroblasty i keratynocyty, a następnie wyhodować ich większą ilość i wymieszać z hydrożelem.

 

Biodrukarka korzysta ze skanera laserowego 3D, aby stworzyć obraz rany, a następnie wypełnia ją fibroblastami i keratynocytami. Eksperymenty na myszach wykazały, że metoda jest skuteczna w leczeniu głębokich ran. Kolejnym krokiem będą testy kliniczne. Biodrukarka pomoże między innymi w leczeniu oparzeń i ran, które nie goją się samodzielnie.

 


Chiny jako pierwsze na świecie wprowadzają wirtualnych prezenterów telewizyjnych

Chińska agencja prasowa Xinhua zaczęła zatrudniać do pracy wirtualnych prezenterów telewizyjnych. Wygenerowane cyfrowo postacie wyglądają jak prawdziwe i przedstawiają wiadomości. W przeciwieństwie do ludzi, awatary mogą nadawać przez 24 godziny na dobę.

 

Wirtualne postacie zatrudniane przez agencję Xinhua są wzorowane na prawdziwych prezenterach. Sztuczna inteligencja odpowiednio przekształca wyraz twarzy awatarów, aby wyglądały jak prawdziwi ludzie. W listopadzie 2018 roku, Xinhua zatrudniła dwóch pierwszych wirtualnych prezenterów, którzy potrafią czytać tekst w języku angielskim i chińskim. Awatary te zostały już wykorzystane do podania kilku tysięcy informacji.

Teraz agencja Xinhua przyjęła do pracy wirtualną kobietę. Zespół wygenerowanych cyfrowo prezenterów wiadomości stale poszerza się, a specjaliści wciąż udoskonalają tę technologię i wprowadzili już pewne nowości – awatary mogą teraz przekazywać wiadomości w pozycji stojącej, są bardziej „żywi” i mogą też gestykulować.

Pojawianie się wirtualnych dziennikarzy w Chinach nie powinno być dla nas zaskoczeniem, skoro kraj chce zostać światową potęgą w rozwoju i wprowadzaniu nowoczesnych technologii, w tym sztucznej inteligencji. Zresztą można odnieść wrażenie, że nie ma takiego kierunku, w którym Chiny nie chciałyby dominować.

 


Opracowano tanią metodę konwersji CO2 w węgiel

Australijscy naukowcy opracowali przełomową technologię, która pozwala zamieniać dwutlenek węgla w węgiel w formie stałej. Nowa metoda jest tania i efektywna i pozwoli w przyszłości ograniczyć obecność CO2 w atmosferze.

 

Współczesne metody polegają zwykle na sprowadzeniu dwutlenku węgla do postaci ciekłej i wtłoczeniu go pod ziemię. Rozwiązania tego typu są jednak ryzykowne, ponieważ może nastąpić wyciek.

 

Naukowcy z Royal Melbourne Institute of Technology postanowili więc zamienić CO2 w ciało stałe – konkretniej w węgiel. Poprzednie próby wymagały zastosowania ekstremalnie wysokich temperatur, co jest po prostu niepraktyczne. Jednak zespół opracował nowe rozwiązanie, które pozwala wytwarzać węgiel z CO2 w temperaturze pokojowej.

Naukowcy rozwiązali ten problem, wykorzystując ciekły metal jako katalizator. Konkretniej chodzi o stop galu, indu, cyny i ceru. Badacze rozpuścili dwutlenek węgla w zlewce wypełnionej płynem elektrolitowym i niewielką ilością ciekłego metalu, który następnie poddano działaniu prądu elektrycznego. CO2 powoli przekształcił się w płatki węgla, które same oddzieliły się od ciekłego metalu, umożliwiając ich ciągłą produkcję. Jedyne produkty uboczne tego procesu to płatki węgla i czysty tlen.

 

Jest to pierwszy ważny krok, który pozwoli składować zawarty w atmosferze dwutlenek węgla pod ziemią. Proces jest tani i wydajny, a przechowywanie go w stanie stałym eliminuje ryzyko wycieku.